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大塚 智史; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 矢野 康英; 上羽 智之; 皆藤 威二; 古川 智弘; 加藤 章一
no journal, ,
高速炉長寿命燃料用ODS鋼被覆管の想定使用温度は最高約700
Cと高温であり、このような高温環境では冷却材の液体Na中の鋼材構成元素の溶解度が高まる結果、溶質元素の質量移行(溶出、沈着、拡散侵入)が生じることが報告されている。質量移行事象の駆動力は、被覆管と液体Na中の元素の化学ポテンシャル差と考えられるが、化学ポテンシャル差は温度だけでなくNa中不純物濃度など複数の因子に依存するため、実験データを適切に評価し、実機での事象を予測するためには、試験温度と試験時間以外の因子の影響も考慮する必要がある。本研究では被覆管の主要構成元素であるCrに着目し、Crの溶出事象のモデル化と数値計算を実施した。
岡 弘; 丹野 敬嗣; 大塚 智史; 皆藤 威二
no journal, ,
9Cr-ODS鋼の優れた高温クリープ強度特性は同鋼が持つナノ組織に起因するものであるが、過去の研究では過剰酸素とTiの濃度変動がナノ組織とクリープ強度に大きな影響を及ぼすことがわかっている。一方で、同鋼の製造過程で混入する可能性のある不純物窒素の影響は調べられていない。そこで本研究では、不純物窒素が9Cr-ODS鋼の組織と強度に与える影響を明らかにするため、窒素含有量の異なる試料について微細組織解析および強度試験を行った。その結果、窒素濃度増加とともに硬さは低下し、残留
フェライト相の割合は減少することが明らかとなった。強化因子である残留フェライト相の減少は、オーステナイト安定化元素である窒素の増加により
変態の駆動力が増加したためであり、同相の減少は強度低下の主要因と考えられる。
湯澤 翔*; 薮内 聖皓*; 木村 晃彦*; 坂本 寛*; 平井 睦*; 山下 真一郎
no journal, ,
高温水や蒸気中における耐食性および酸化特性を向上させた燃料被覆管は、事故時の被覆管と冷却水の反応速度を低下させ、水素発生を抑制するため、事故耐性燃料しての使用が期待されており、候補材として高Cr-高Al-ODS鋼が提案されている。一方、このFeCrAl-ODS鋼の溶接技術については十分な知見が少なく、これまでの研究からAlを添加することで溶接性が顕著に劣化することが知られており、溶接方法の検討が必要である。そこで本研究では、FeCrAl-ODS鋼管と端栓とをEB溶接あるいはTIG溶接し、その接合強度および接合部の損傷評価を行った。
大場 洋次郎; 佐々木 宏和*; 山崎 悟志*; 中崎 竜介*; 大沼 正人*; 杉山 正明*
no journal, ,
超電導線材では、臨界電流密度を向上させるため、磁束のピン止め効果を狙った人工ピンの導入が研究されている。ピン止め効果は、人工ピンの形態や分散状態、サイズ等と密接に関係しており、特性向上のためには、これらを精密に評価し、磁束のピン止めメカニズムを明らかにする必要がある。このようなナノ構造の定量評価には小角散乱法が有効である。しかし、高温超電導線材として用いられるZr添加(Gd, Y)BaCuOでは、Gdの強い吸収により、中性子小角散乱法(SANS)の利用が難しく、また、通常のX線小角散乱法(SAXS)では人工ピンBaZrOと母相(Gd,Y)BaCuOの間の散乱コントラストが非常に弱いと予想されることから適用が困難である。そこで、Zrの組成分配に着目し、Zr K吸収端での異常X線小角散乱法(ASAXS)を利用して人工ピンの解析を試みた。その結果、人工ピンの散乱を明瞭に観測することに成功した。講演では、ASAXSによって得られた人工ピンの形態と、試料の組成による変化について報告し、人工ピンの生成過程について議論する。
金田 智寛*; 横山 賢一*; 石島 暖大; 上野 文義; 阿部 仁
no journal, ,
使用済核燃料再処理施設では、異種金属の機器を接続するためステンレス/タンタル(Ta)/ジルコニウム(Zr)の異材接合継ぎ手が使われている。これらの材料の内、TaとZrは水素ぜい化を生じやすい事が知られている。一方、接合部ではTaとZrは合金化しており、どちらの水素ぜい化特性に強く影響されるか明らかでは無い。そこで本研究では、Ta-Zr合金の水素ぜい化挙動を明らかにすることを目的とし、0.9%NaCl水溶液中で電気化学的手法により水素を吸収させたTa-50at%Zr合金について吸収された水素の状態、合金の機械的特性の変化、および破壊挙動を検討した。X線回折により水素吸収後合金中にZr水素化物が生成していることが確認された。また、Ta-Zr合金は引張試験で水素吸収による延性低下は示さなかった。一方で、引張試験後の電子顕微鏡観察により試験片表面ではZr水素化物に起因するぜい性割れが観察された。これは、表面でZrに水素が優先的に吸収され、内部まで水素が到達難にくいことを示すものであると考えられる。また、Ta-Zr合金はZrの水素ぜい化特性により強い影響を受けることを示唆すると考えられる。
海老原 健一; 鈴土 知明; 山口 正剛
no journal, ,
原子炉圧力容器鋼において延性脆性遷移の原因となる粒界脆化を引き起こすリンの粒界偏析過程を原子レベルにおいて考察するため、鉄中でのリンの移動を担う混合格子間原子対、侵入型リン原子、空孔-リン複合体の粒界への移動を分子動力学によってシミュレーションした。その結果、いずれも粒界に達することができず、その手前でリンが置換型原子となることが分かった。この結果は、粒界リン偏析に関するこれまでの理解と異なるものであり、その修正の必要性を示唆している。
谷口 啓介*; 鬼塚 貴志*; 福元 謙一*; 鈴土 知明
no journal, ,
中性子照射による原子力材料の照射硬化要因のひとつに、照射欠陥集合体のボイドが転位運動に対して障害物として寄与することが知られている。本研究では、らせん転位とボイドの相互作用を明らかにするために、分子動力学(MD)シミュレーションを用いてBCC純Fe中のらせん転位とボイドの原子レベルの動的反応機構の解析を目的とする。特に、転位とボイドの接触位置と相互作用の強さとの関係を解析した。その結果、接触位置とせん断応力に規則性があることが判明した。